【題目】氨是重要的基礎(chǔ)化工原料,可以制備尿素[CO(NH2)2]、N2H4等多種含氮的化工產(chǎn)品。

(1)NH3CO2為原料可以合成尿素[CO(NH2)2],涉及的化學(xué)反應(yīng)如下:

反應(yīng)I2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) H1= -159.5kJ·mol-1

反應(yīng)IINH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+116.5kJmol-1

反應(yīng)IIIH2O(l)=H2O(g) H3=+44.0kJmol-1

則反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l) H=______kJmol-1

(2)將氨氣與二氧化碳在有催化劑的反應(yīng)器中反應(yīng)2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2 (s)+H2O(g),體系中尿素的產(chǎn)率和催化劑的活性與溫度的關(guān)系如圖1所示:

a點(diǎn)_______(填是或不是)處于平衡狀態(tài),Tl之后尿素產(chǎn)率下降的原因是________

實(shí)際生產(chǎn)中,原料氣帶有水蒸氣,圖2表示CO2的轉(zhuǎn)化率與氨碳比、水碳比的變化關(guān)系。曲線III、III對(duì)應(yīng)的水碳比最大的是_______,測(cè)得b點(diǎn)氨的轉(zhuǎn)化率為30%,則x=___________。

③已知該反應(yīng)的v()=k()c2(NH3)c(CO2),v()=k()c(H2O),k()k()為速率常數(shù),則平衡常數(shù)Kk()、k()的關(guān)系式是___________。

(3)N2H4可作火箭推進(jìn)劑。已知25℃時(shí)N2H4水溶液呈弱堿性:N2H4+H2ON2H5++OH- K1=1×10-a;N2H5++H2ON2H62++OH- K2=1×10b。

25 ℃時(shí),向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使c(N2H5+)>c(N2H4),同時(shí)c(N2H5+)>c(N2H62+),應(yīng)控制溶液pH范圍__________(用含a、b式子表示)。

②水合肼(N2H4H2O)的性質(zhì)類(lèi)似一水合氨,與硫酸反應(yīng)可以生成酸式鹽,該鹽的化學(xué)式為_____。

【答案】-87.0 不是 升高溫度反應(yīng)逆向移動(dòng),催化劑活性降低 I 4 K= 14-b<pH<14-a N2H5HSO4

【解析】

(1)反應(yīng)I2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) H1= -159.5kJ·mol-1

反應(yīng)IINH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+116.5kJmol-1

反應(yīng)IIIH2O(l)=H2O(g) H3=+44.0kJmol-1

利用蓋斯定律,將①+②-③,即得反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)的△H。

(2)①在T1之后,升高溫度,尿素的產(chǎn)率降低,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。也就是溫度越高,達(dá)平衡時(shí)氨的轉(zhuǎn)化率越低,若a點(diǎn)達(dá)平衡,則氨的產(chǎn)率比T1點(diǎn)大。

②對(duì)于反應(yīng)體系,在氨碳比相同的情況下,增大水蒸氣的量,平衡逆向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率降低。對(duì)于b點(diǎn),氨的轉(zhuǎn)化率為30%CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,由變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比,可求出x。

③已知該反應(yīng)的v()=k()c2(NH3)c(CO2),v()=k()c(H2O),k()k()為速率常數(shù),則平衡時(shí),v()= v(),由此可求出平衡常數(shù)Kk()、k()的關(guān)系式。

(3) K1==1×10-a,由c(N2H5+)>c(N2H4),可求出c(OH-)<1×10-a;K2==1×10b,由c(N2H5+)>c(N2H62+),可求出c(OH-)>1×10b,由此可求出應(yīng)控制溶液pH范圍。

②水合肼(N2H4H2O)的性質(zhì)類(lèi)似一水合氨,與硫酸反應(yīng)可以生成硫酸氫鹽,由此可得出該鹽的化學(xué)式。

(1)反應(yīng)I2NH3(g)+CO2(g)NH2CO2NH4(s) H1= -159.5kJ·mol-1

反應(yīng)IINH2CO2NH4(s)CO(NH2)2(s)+H2O(g) H2=+116.5kJmol-1

反應(yīng)IIIH2O(l)=H2O(g) H3=+44.0kJmol-1

利用蓋斯定律,將①+②-③,即得反應(yīng):2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(l)的△H= -87.0 kJmol-1。答案為:-87.0

(2)①在T1之后,升高溫度,尿素的產(chǎn)率降低,說(shuō)明平衡逆向移動(dòng),正反應(yīng)為放熱反應(yīng)。也就是溫度越高,達(dá)平衡時(shí)氨的轉(zhuǎn)化率越低,若a點(diǎn)達(dá)平衡,則氨的產(chǎn)率比T1點(diǎn)大。所以a點(diǎn)不是處于平衡狀態(tài),Tl之后尿素產(chǎn)率下降的原因是升高溫度反應(yīng)逆向移動(dòng),催化劑活性降低。答案為:不是;升高溫度反應(yīng)逆向移動(dòng),催化劑活性降低;

②對(duì)于反應(yīng)體系,在氨碳比相同的情況下,增大水蒸氣的量,平衡逆向移動(dòng),CO2的轉(zhuǎn)化率降低,從而得出曲線III、III對(duì)應(yīng)的水碳比最大的是I。對(duì)于b點(diǎn),氨的轉(zhuǎn)化率為30%,CO2的轉(zhuǎn)化率為60%,由變化量之比等于化學(xué)計(jì)量數(shù)之比可得,,可求出x==4。答案為:I;4

③已知該反應(yīng)的v()=k()c2(NH3)c(CO2),v()=k()c(H2O),k()k()為速率常數(shù),則平衡時(shí),v()= v(),k()c2(NH3)c(CO2)=k()c(H2O),=K。答案為:K=

(3) K1==1×10-a,由c(N2H5+)>c(N2H4),可求出c(OH-)<1×10-a,pH<14-a;K2==1×10b,由c(N2H5+)>c(N2H62+),可求出c(OH-)>1×10b,pH>14-b,由此可求出應(yīng)控制溶液pH范圍為14-b<pH<14-a。答案為:14-b<pH<14-a

②水合肼(N2H4H2O)的性質(zhì)類(lèi)似一水合氨,與硫酸反應(yīng)可以生成硫酸氫鹽,由此可得出該鹽的化學(xué)式為N2H5HSO4答案為:N2H5HSO4。

練習(xí)冊(cè)系列答案
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下列敘述不正確的是

A.該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)

B.反應(yīng)速率大。va vb

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D.增大壓強(qiáng),可以提高SiHCl3的平衡轉(zhuǎn)化率,縮短達(dá)平衡的時(shí)間

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A. 減少少量W,逆反應(yīng)速率減小

B. 當(dāng)容器中氣體的平均摩爾質(zhì)量不變時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡

C. 降低溫度,平衡正向移動(dòng)

D. 平衡后加入Z,上述反應(yīng)的H減小

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反   應(yīng)

縱坐標(biāo)

A

相同質(zhì)量的氨,在同一容器中
2NH3 N2+ 3H2

氨氣的轉(zhuǎn)化率

500℃

400℃

B

等質(zhì)量鉀、鈉分別與足量水反應(yīng)

H2質(zhì)量

C

在體積可變的恒壓容器中,體積比13N2H2,
N2+ 3H2  2NH3

氨氣的濃度

活性高的催化劑

活性一般的催化劑

D

2 molSO21 molO2,在相同溫度下2SO2+ O2 2SO3

SO3物質(zhì)的量

2個(gè)大氣壓

10個(gè)大氣壓

A. AB. BC. CD. D

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【題目】阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。下列說(shuō)法不正確的是

A.常溫常壓下,2 g D2O 中含中子數(shù)為NA

B.1mol苯乙烯()分子中含有碳碳雙鍵的個(gè)數(shù)為4 NA

C.0.5mol羥基中所含電子數(shù)為4.5NA

D.28g乙烯和丙烯(C3H6)的混合氣體含有的碳原子數(shù)目為2NA

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下列說(shuō)法不正確的是

A. 生成CH3COOH總反應(yīng)的原子利用率為100%

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C. ①→②放出能量并形成了C―C

D. 該催化劑可有效提高反應(yīng)物的平衡轉(zhuǎn)化率

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A.在該物質(zhì)中,Y的化合價(jià)為+4價(jià)

B.XZ可以形成具有強(qiáng)氧化性的化合物

C.ZW形成的化合物中可以存在共價(jià)鍵

D.X、Y、Z的原子半徑從大到小為YZX

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已知:

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1)過(guò)程I對(duì)煤粉灰進(jìn)行酸浸過(guò)濾后,濾渣的主要成分是_________。

2)寫(xiě)出過(guò)程II加入過(guò)量H2O2發(fā)生的離子方程式_________。加入伯胺-煤油對(duì)浸取液進(jìn)行分離,該操作的名稱(chēng)是_________。

3)從化學(xué)平衡角度解釋過(guò)程III利用NaCl溶液進(jìn)行反萃取的原理________

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5)在常壓用納米Fe2O3電化學(xué)法合成氨的裝置如圖所示。

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